Kapacita baterií v chladné vodě

Otázka ztráty kapacity se řeší již řadu let. Slyšel jsem ji nejméně 20 let. Od začátku mé potápěčské kariéry, kdy byly Ni-Mh baterie nejoblíbenějším typem baterií.
Dnes jsou prakticky jediným typem baterií, které dodávají energii našim svítilnám a potápěčskému topení, baterie Li-Ion, ale obavy ze ztráty kapacity přetrvávají a mezi potápěči jsou stále přítomné. Technologie se změnila, ale obavy přetrvaly. Proč jsou tak mylné? Vysvětlím níže.
Ni-Mh baterie se hojně používaly ve starších elektrických zařízeních. I přes své četné výhody mají několik podstatných nevýhod.
Navzdory všeobecnému přesvědčení mají paměťový efekt, sice snížený oproti starým Ni-Cd, ale přesto. Vyznačují se značným samovybíjením - jejich elektrický náboj zřetelně klesá, když se nepoužívají - takže je třeba je nabíjet a při nabíjení dochází k paměťovému efektu, takže se kolo uzavírá.
Nejsou trvalé - zejména v obalech. Takže obaly na bázi Ni-Mh velmi rychle ztrácejí svou použitelnost.
Jedinou nespornou výhodou Ni-Mh akumulátorů je bezpečnost. Ni-Mh akumulátory lze přepravovat zcela bez stresu, aniž bychom se obávali "aretace" naší baterie, ale o tom až v dalším článku.
Doba se změnila a dnešní technologie. Nejběžnějším zdrojem energie pro potápěčské systémy jsou Li-Ion akumulátory.
Tento typ akumulátorů již dávno otevřel cestu k aplikacím v potápěčské technice.
Znám dokonce příklady firem z oboru podvodního osvětlení, které se zapřísáhly, že Li-Ion baterie ve svém vybavení nikdy nepoužijí, a dnes již nejsou na trhu.
Vraťme se však k otázce nízkých teplot a poklesu kapacity. Kde se toto přesvědčení vzalo?
S největší pravděpodobností přežil díky kombinaci dvou situací - totiž ponechání vybavení a s ním i Ni-Mh akumulátorů na chladné podzimní nebo zimní noci v "potápěčském kamionu".
Baterie Ni-Mh vykazují výrazný pokles napětí při teplotách pod 0 °C. Ten se sníží natolik, že některá zařízení přestanou fungovat nebo přejdou do nouzového režimu. A mohlo by se stát, že baterie, která byla do vozu zabalena při pokojové teplotě, byla plně nabitá. Při ochlazení na teplotu pod 0oC dostává pokles napětí o desítky a více, v extrémních případech o několik desítek procent.
Stalo se to, když jsme nechali vybavení na noc v autě a šli se bavit. V noci teplota klesla na - 8oC a při ranním ponoru naše baterka "nespolupracovala".
Takže si myslím, že tento mýtus vychází z pravdivého faktu o Ni-Mh bateriích, které přežily ve vztahu k Li-Ion bateriím navzdory vývoji elektrických potápěčských systémů. Ni-Mh baterie se v potápěčské výbavě již prakticky nevyskytují.
Co tedy charakterizuje lithiové baterie, které jsou dnes tak oblíbené pro nízké teploty?
Li-Ion baterie jsou skvělé při teplotách +5 °C až -5 °C - v typickém podzimním nebo zimním dni a ve vodě pod termoklinou.
V tomto teplotním rozsahu ztrácejí maximálně 10 % své původní kapacity. Pro srovnání klasické nikl-vodíkové Ni-Mh až o 30 %. A čím chladněji, tím hůře.
Lithiové baterie nevykazují výrazný pokles kapacity prakticky až do -20 °C.
Samozřejmě - to je situace možného skladování baterií, nikoli potápění, protože voda má vždy kladnou teplotu.
Především můžeme tento malý efekt poklesu kapacity oddálit uložením zařízení bezprostředně před potápěním v řádně vyhřáté místnosti.
Zadruhé je naším spojencem konstrukce pouzdra a obalu. Z fyzikálních důvodů lze akumulátor přirovnat k nádobě s kapalinou. Otázkou je, jak dlouho trvá chlazení takové nádoby? Každý, kdo se pokoušel během teplého dne ochladit láhev piva tím, že ji hodil na provázku do jezera.
Za třetí, nezapomeňte, že akumulátor je obvykle uzavřen v kulatém pouzdře, které jej izoluje od okolního prostředí, zejména pokud je vyrobeno ze speciálního materiálu, jako je polymer (Delrin®) a tvrdě eloxovaný hliník. A vzhledem k hranatému tvaru paketu je navíc obklopen vrstvou vzduchu. Takže uplyne hodně času, než se baterie ochladí na teplotu okolí (vody) - asi 4oC.
Na závěr ještě k uskladnění baterií v době, kdy se nepotápíte. A nyní se většinou nepotápíme (tento článek píši v době celosvětové pandemie COVID-19).
Li-Ion akumulátory "nemají rády pobyt v teplé atmosféře" - ideální teplota pro skladování je 8-12̊C.
Při této teplotě je ztráta kapacity u nabité až 40% nepoužívané baterie pouze do 2%. Pokud však baterii nabijeme na 100 %, může během "stárnutí" ztratit až 6 %.
Baterie také nemají rády nabíjení na 100 %. to je informace pro ty, kteří se starají o svá zařízení, protože baterie, které se dostanou do našeho servisu po 5-6 letech, mají pokles kapacity na 20 %, ale stojí za to vědět, že nabitím baterie na 80 % kapacity můžete prodloužit její životnost na dvojnásobek.
Pečujte o své baterie a budou vám sloužit dlouhá léta.